JP2000158328A - System and method for electro-chemical and mechanical polishing for magnetic board - Google Patents

System and method for electro-chemical and mechanical polishing for magnetic board

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JP2000158328A
JP2000158328A JP2921699A JP2921699A JP2000158328A JP 2000158328 A JP2000158328 A JP 2000158328A JP 2921699 A JP2921699 A JP 2921699A JP 2921699 A JP2921699 A JP 2921699A JP 2000158328 A JP2000158328 A JP 2000158328A
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ニコラス マンサー エヌ.
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve surface finished flatness after a polishing process, by polishing a medium in the presence of an electric field slurry by energizing a board, chemically and mechanically polishing a surface of the board, generating current between the board and a conductive member, and electrically polishing the board surface. SOLUTION: A rigid board 20 is polished by rotating and/or vibrating it in a state that it is pressed onto an abrasive pad 22 supported on a static abrasive platen 24. The board 20 vibrates and rotates at a place where slurry provided from a supply source 28 exists. This slurry is discharged on an interface between the abrasive pad 22 and the board 20 through one or more nozzle 30, and simultaneously a current supply voltage is impressed from a power supply 32 to a gap between the abrasive platen 24 and the board 20. The power supply 32 may be direct current(DC) voltage source, and at this case, preferably, the board 20 is a positive electrode (positive terminal) and the abrasive platen 24 is a negative electrode (negative terminal).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、データ処理
システムおよびデータ記憶システムのための磁気記憶メ
モリシステムにおいて回転する磁気ディスク基板の製造
に関するものであり、より特定的には、磁気ディスクメ
モリに採用されるような剛性基板ディスクの表面を研磨
するための方法および装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the manufacture of rotating magnetic disk substrates in data processing systems and magnetic storage memory systems for data storage systems, and more particularly to magnetic disk memories. To a method and apparatus for polishing a surface of a rigid substrate disk as provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】データ処理システムおよびデータ記憶シ
ステムで使用される磁気ディスクメモリは一般に、スピ
ンドルアセンブリ上に積み重ねられかつ高速で回転す
る、複数の剛性磁気媒体ディスクを備える。各ディスク
は複数の同心トラックに分割され、各トラックは磁気メ
モリのアドレス可能領域となる。トラックは、ディスク
の表面をわたって空気の薄層上を飛行する磁気ヘッドを
介してアクセスされる。典型例では、ディスクは二面を
備え、ヘッドがその各々の面にアクセスする。
2. Description of the Related Art Magnetic disk memories used in data processing and data storage systems generally comprise a plurality of rigid magnetic media disks stacked on a spindle assembly and rotating at high speed. Each disk is divided into a plurality of concentric tracks, and each track becomes an addressable area of the magnetic memory. The tracks are accessed via a magnetic head flying over a thin layer of air over the surface of the disk. Typically, the disc has two sides, with the head accessing each side.

【0003】磁気ディスクメモリの磁気媒体は、一般に
高純度合金からなる、剛性ディスク基板を備える。基板
の表面は、均一に平滑な表面を提供するように仕上げら
れた後で、ニッケルのような材料の薄層で、典型的には
約1000分の1インチよりも薄い厚みまでメッキが施
される。次いで表面は研磨により鏡面仕上げされ、円周
方向(circumferential)極小溝を設け
るように構成された後、プラチナ合金やタンタル−コバ
ルト合金のような磁性材料の薄膜で被覆される。
A magnetic medium of a magnetic disk memory generally has a rigid disk substrate made of a high-purity alloy. After the surface of the substrate is finished to provide a uniformly smooth surface, it is plated with a thin layer of a material such as nickel, typically to a thickness of less than about one thousandth of an inch. You. The surface is then mirror polished, configured to provide a circumferential minimal groove, and then coated with a thin film of a magnetic material such as a platinum alloy or a tantalum-cobalt alloy.

【0004】小寸法特性、厳密な公差、および基板上材
料の極薄層のゆえに、磁性膜層の適用の前に、基板およ
び被覆が平滑にされかつ鏡面仕上げまで十分に研磨され
ることは重要である。表面仕上げについて現在要求され
る公差は平均粗度にで3から5オングストロームであ
る。これら公差は将来的にはより厳密化される見込みが
極めて大きい。かかるレベルの仕上げを達成するには、
一連の研磨工程、洗浄工程、および研磨工程を要するの
が典型的である。基板表面の研磨工程は、円周方向研磨
機器、軌道運動(orbital motion)研磨
機器、または遊星運動(planetary moti
on)研磨機器を用いて実施されれ得る。円周方向研磨
器は典型的には軸端上で基板を固定して、基板が回転さ
れるようにする一方で、荷重ローラにより表面に対して
機械的に加圧される線形テープと基板の前方表面および
後方表面を係合させる。テープは、マイラーテープ基材
を有する層状織ポリマー型または成長ポリマー型研磨材
または複数のそれ以外の材料からなる周知の材料から構
成されてもよい。テープ研磨材はローラ上を渡され、ロ
ーラは基板表面に対して押圧される。典型例では、研磨
工程の期間中、スラリーに含有される液状化研磨材は基
板と研磨パッド/テープの組み合わせとの間に付与され
て、所望の研磨動作を達成しかつ基板表面を円滑化およ
び冷却する。軌道運動研磨器は幾分か類似しており、全
表面を常時研磨する一方、円周方向研磨器は、常時全表
面の僅かな断片のみを研磨するのが典型的である。軌道
運動研磨器内部で、基板は基板キャリアにより適所に保
持され、研磨プラテン上に支持される研磨パッドに対し
て押圧される。基板キャリアおよび基板は、液状スラリ
ーが存在するところで研磨パッド上を軌道運動で回転す
る。典型例では、円周方向研磨器におけるのと同様、軌
道運動研磨器は、研磨性でかつ特定の化学的研磨組成物
を有する液状スラリーを利用して、軌道運動研磨工程を
促進する。金属表面の化学機械的研磨工程は、従来の研
磨機器を用いた場合、むしろ時間浪費的過程であった。
Because of the small dimensional characteristics, tight tolerances, and ultra-thin layers of material on the substrate, it is important that the substrate and coating be smoothed and sufficiently polished to a mirror finish prior to application of the magnetic film layer. It is. Currently required tolerances for surface finish are 3 to 5 angstroms in average roughness. It is very likely that these tolerances will be tightened in the future. To achieve that level of finishing,
Typically, a series of polishing, cleaning, and polishing steps are required. The polishing process of the substrate surface may be performed by a circumferential polishing machine, an orbital motion polishing machine, or a planetary motion.
on) can be performed using polishing equipment. Circumferential polishers typically secure the substrate on the shaft end so that the substrate is rotated, while the linear tape and the substrate are mechanically pressed against the surface by a load roller. Engage the front and rear surfaces. The tape may be comprised of a well-known material comprising a layered woven polymer type or grown polymer type abrasive having a mylar tape substrate or a plurality of other materials. The tape abrasive is passed over a roller, which is pressed against the substrate surface. Typically, during the polishing process, a liquefied abrasive contained in the slurry is applied between the substrate and the polishing pad / tape combination to achieve the desired polishing operation and to smooth and smooth the substrate surface. Cooling. Orbital polishers are somewhat similar in that they polish the entire surface all the time, while circumferential polishers typically polish only a small fraction of the entire surface at all times. Inside the orbiting polisher, the substrate is held in place by a substrate carrier and pressed against a polishing pad supported on a polishing platen. The substrate carrier and the substrate rotate in orbital motion on the polishing pad where the liquid slurry is present. Typically, as in a circumferential polisher, an orbital polisher utilizes a liquid slurry that is abrasive and has a specific chemical polishing composition to facilitate the orbital polishing process. The process of chemical mechanical polishing of metal surfaces has been a rather time consuming process when using conventional polishing equipment.

【0005】導電性金属部品の電気化学的エッチングま
たは電気化学的仕上げのように、他の形態の金属仕上げ
方法が公知である。電気化学的仕上げは、不規則表面を
有している金属部品または機械的仕上げ過程を利用して
都合よく仕上げられない金属部品に適用されるのが典型
的である。電気化学的仕上げは、例えば、金属表面から
削り目を除去するために利用されてきた。他の具体的な
適用例としては、例えば、銃身の銃尾から銃口まで変化
するピッチを腔線(rifling)が有していなけれ
ばならない銃身において腔線をエッチングする工程が挙
げられる。
[0005] Other forms of metal finishing methods are known, such as electrochemical etching or electrochemical finishing of conductive metal parts. Electrochemical finishing is typically applied to metal parts having irregular surfaces or metal parts that are not conveniently finished using a mechanical finishing process. Electrochemical finishing has been used, for example, to remove nicks from metal surfaces. Another specific application is, for example, the step of etching a cavity line in a barrel that must have a pitch that varies from the breech to the muzzle of the barrel.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】電気化学的工程は比較
的高い金属除去率を可能にするけれども、現行の電気化
学的方法は、厳密な公差特性を提供しながら磁気記憶メ
モリを回転させるのに必要な種類の平滑研磨表面仕上げ
を達成するが、他方で、比較的高い材料除去率を成就す
るには適切な工程制御を欠いている。
Although electrochemical processes allow for relatively high metal removal rates, current electrochemical methods provide a method for rotating magnetic storage memories while providing tight tolerance characteristics. Achieving the required type of smooth polished surface finish, on the other hand, lacks adequate process control to achieve relatively high material removal rates.

【0007】したがって本発明の目的は、合金の迅速な
除去を達成すると同時に、基板の表面仕上げについて厳
重かつ厳密な公差制御を提供する、磁気記憶メモリを回
転させるための剛性合金型基板を仕上げる工程を提供す
ることである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a process for finishing a rigid alloy type substrate for spinning magnetic storage memory that provides rapid removal of the alloy while providing tight and tight tolerance control over the surface finish of the substrate. It is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録および
記憶システムにおいて使用される基板を研磨する装置
は、研磨媒体と、基板を運動させて互いに関連して媒体
を研磨する手段と、基板を付勢して電解スラリーの存在
下で媒体を共に研磨して、前記基板の表面を化学的およ
び機械的に研磨する手段と、前記基板と導電性部材との
間に電流を生成して、前記基板表面を電気的に研磨する
電圧源とを備え、これにより上記目的が達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An apparatus for polishing a substrate used in the magnetic recording and storage system of the present invention comprises a polishing medium, means for moving the substrate to polish the medium relative to each other, and Means for energizing and polishing the medium together in the presence of the electrolytic slurry to chemically and mechanically polish the surface of the substrate, and generating an electric current between the substrate and the conductive member, A voltage source for electrically polishing the substrate surface, thereby achieving the above object.

【0009】前記電圧源が、直流電圧源と交流高周波電
圧源のうちの一方を備えてもよい。
[0009] The voltage source may include one of a DC voltage source and an AC high frequency voltage source.

【0010】前記導電性部材が静止し、かつ前記電圧源
に接続され、前記基板が前記運動手段により可動であ
り、前記装置が、前記運動手段に滑動自在に係合して前
記基板を前記電圧源に接続するための電気的接触を更に
備えてもよい。
The conductive member is stationary and connected to the voltage source, the substrate is movable by the moving means, and the apparatus slidably engages the moving means to move the substrate to the voltage source. An electrical contact for connecting to a source may be further provided.

【0011】前記導電性部材が、前記付勢手段上に搭載
されて前記基板表面に対して前記研磨媒体を押圧するよ
うにしたプレートを備えてもよい。
The conductive member may include a plate mounted on the urging means so as to press the polishing medium against the substrate surface.

【0012】前記運動手段が前記プレートに関して前記
基板を回転させ、前記プレートは再生可能でかつ前記基
板の前記表面に均一な電流密度を提供するような形状に
されてもよい。
The movement means may rotate the substrate with respect to the plate, the plate being reproducible and shaped to provide a uniform current density on the surface of the substrate.

【0013】前記プレートがくさび型形状にされ、か
つ、前記基板上の全ての点が所与の期間について均等な
電流が流れるような寸法にされてもよい。
The plate may be wedge-shaped and all points on the substrate may be dimensioned such that a uniform current flows for a given period.

【0014】前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付
勢手段が、導電性部材を付勢して前記テープと係合状態
にして前記基板の表面に対して前記テープを押圧する手
段を備え、前記運動手段が前記テープに関して前記基板
を回転させる手段を備えてもよい。
The polishing medium comprises a linear tape, and the biasing means comprises means for biasing a conductive member to engage the tape and press the tape against the surface of the substrate; The movement means may comprise means for rotating the substrate with respect to the tape.

【0015】前記テープが導電性であり、前記電解スラ
リーが導電性であり、前記基板と前記導電性部材の間を
前記テープを介して電流が流れるようにしてもよい。
[0015] The tape may be conductive, the electrolytic slurry may be conductive, and current may flow between the substrate and the conductive member via the tape.

【0016】前記電解スラリーが、硫酸、クロム酸、お
よびオルトリン酸からなる群より選択される酸と、硫酸
アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カリウム、
および硫酸ニッケルからなる群より選択される塩とを含
んでもよい。
The electrolytic slurry comprises an acid selected from the group consisting of sulfuric acid, chromic acid and orthophosphoric acid, ammonium sulfate, potassium chloride, potassium permanganate,
And a salt selected from the group consisting of nickel sulfate.

【0017】前記基板表面が金属製であり、前記スラリ
ーが前記金属の飽和溶液を含むスラッジスラリーであっ
てもよい。
[0017] The substrate surface may be made of metal, and the slurry may be a sludge slurry containing a saturated solution of the metal.

【0018】前記電圧源が調節可能定直流電源を備え、
前記基板は前記電源の正端子に接続され、前記導電性部
材は負端子電源に接続されてもよい。
The voltage source comprises an adjustable constant DC power supply;
The substrate may be connected to a positive terminal of the power supply, and the conductive member may be connected to a negative terminal power supply.

【0019】前記電圧源は、コンピュータ制御信号に応
答して電流を調節する手段を備えてもよい。
[0019] The voltage source may include means for adjusting the current in response to a computer control signal.

【0020】前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付
勢手段が、前記テープに係合するローラと、前記ローラ
およびテープを前記基板の表面に対して押圧する手段と
を備えてもよい。
[0020] The polishing medium may comprise a linear tape, and the biasing means may comprise a roller engaging the tape, and means for pressing the roller and the tape against the surface of the substrate.

【0021】前記ローラが前記導電性部材を備え、前記
ローラが導電性材料から形成され、かつ、導電性ベアリ
ングにより導電性シャフト上に回転可能に支持されても
よい。
The roller may include the conductive member, the roller may be formed of a conductive material, and may be rotatably supported on a conductive shaft by a conductive bearing.

【0022】前記導電性部材が前記テープと前記基板表
面との間に配置される電極を備え、前記電極は前記テー
プと係合し、かつ、前記電解スラリーの流れの中に配置
されれてもよい。
The conductive member may include an electrode disposed between the tape and the substrate surface, wherein the electrode engages the tape and is disposed in the flow of the electrolytic slurry. Good.

【0023】本発明による磁気記録システムで使用され
る基板を研磨する装置は、前記基板を回転させる手段
と、線形研磨テープを基板の側をその両側で前進させる
手段と、前記基板の表面に対して前記研磨テープを付勢
して前記表面を機械的に研磨する手段と、前記基板と前
記研磨テープとの間に電解スラリーを導入する手段と、
前記基板と電極との間に電圧を供給して、前記基板と前
記電極との間に電解スラリーを介して電流が流れるよう
になる電圧源手段とを備え、これにより上記目的が達成
される。
An apparatus for polishing a substrate used in a magnetic recording system according to the present invention comprises: means for rotating the substrate; means for advancing a linear polishing tape on both sides of the substrate; Means for mechanically polishing the surface by urging the polishing tape, and means for introducing an electrolytic slurry between the substrate and the polishing tape,
Voltage source means for supplying a voltage between the substrate and the electrode so that a current flows between the substrate and the electrode via the electrolytic slurry, thereby achieving the above object.

【0024】前記テープが導電性で、前記電極が前記テ
ープに係合するように位置決めされ、電流が前記基板と
前記電極との間で前記テープを介して流れるようにして
もよい。
[0024] The tape may be conductive, the electrodes positioned to engage the tape, and current may flow between the substrate and the electrodes through the tape.

【0025】前記電極は前記基板の両側に配置されるプ
レートを備え、前記付勢手段は前記各プレートを共に押
圧して前記テープを前記基板表面に対して押圧する手段
を備えてもよい。
[0025] The electrode may include plates disposed on both sides of the substrate, and the biasing means may include means for pressing the plates together to press the tape against the surface of the substrate.

【0026】前記電圧供給手段がDC定電流制御源を備
え、前記テープは多孔質であり、電流が前記プレートと
前記基板との間を前記テープを介して流れるのを可能に
してもよい。
[0026] The voltage supply means may comprise a DC constant current control source, the tape being porous, allowing current to flow between the plate and the substrate through the tape.

【0027】電源電圧を供給する前記手段がAC定電流
源を備えてもよい。
The means for supplying a power supply voltage may include an AC constant current source.

【0028】前記基板および前記回転手段を冷却して、
前記基板および前記回転手段の温度を所定の温度範囲内
に維持する冷却手段を更に備えてもよい。
Cooling the substrate and the rotating means,
A cooling unit for maintaining the temperature of the substrate and the rotating unit within a predetermined temperature range may be further provided.

【0029】前記回転手段が回転スピンドルを備え、前
記冷却手段が冷却液を前記スピンドルおよび前記基板上
に向ける手段を備えてもよい。
[0029] The rotating means may include a rotating spindle, and the cooling means may include means for directing a cooling liquid onto the spindle and the substrate.

【0030】前記電圧供給手段が第1の電源および第2
の電源を備え、各電源が前記プレートの一方と前記基板
回転手段とに接続され、前記電源の各々が独立して制御
可能で、前記基板の各面に対して電流を制御するように
してもよい。
The voltage supply means includes a first power supply and a second power supply.
Power supply, each power supply is connected to one of the plates and the substrate rotating means, each of the power supplies can be independently controlled, and controls the current to each surface of the substrate. Good.

【0031】前記電源は、コンピュータ制御信号に応答
して電流を調節する手段を有するAC源を備えてもよ
い。
[0031] The power supply may comprise an AC source having means for adjusting the current in response to a computer control signal.

【0032】前記プレートが、前記基板の前記表面全体
で均一な所定の電流密度を供給するような形状および寸
法にされてもよい。
[0032] The plate may be shaped and dimensioned to provide a uniform predetermined current density across the surface of the substrate.

【0033】本発明の磁気記録システムで使用される基
板を研磨する装置は、軌道運動研磨器であって、前記軌
道運動研磨器は固定式研磨プラテンと前記固定式プラテ
ンに関して可動な基板キャリアとを有し、前記基板キャ
リアは、前記基板を付勢して前記固定式研磨プラテン上
に位置決めされる研磨媒体と係合状態にする手段と、前
記基板を軌道運動で前記研磨媒体上で運動させる手段と
を有する軌道運動研磨器と、前記基板と前記研磨媒体と
の間に電解導電スラリーを導入する手段と、前記研磨プ
ラテンと前記基板キャリアとに接続された電圧源であっ
て、前記基板と前記研磨プラテンとの間に電流が流れる
ようにし、前記基板と前記研磨媒体との間の相対的運動
のために前記基板表面の化学機械的研磨工程と同時に前
記基板の前記表面を電気研磨するようにした電圧源とを
備え、これにより上記目的が達成される。
An apparatus for polishing a substrate used in the magnetic recording system of the present invention is an orbital motion polisher, which comprises a fixed polishing platen and a substrate carrier movable with respect to the fixed platen. Means for biasing the substrate into engagement with a polishing medium positioned on the stationary polishing platen, and means for moving the substrate in orbital motion on the polishing medium. An orbital motion polishing machine having: a means for introducing an electrolytic conductive slurry between the substrate and the polishing medium; and a voltage source connected to the polishing platen and the substrate carrier, wherein A current flows between the polishing platen and the surface of the substrate simultaneously with a chemical mechanical polishing step of the substrate surface for relative movement between the substrate and the polishing medium. And a voltage source which is adapted to electropolishing, thereby the objective described above being achieved.

【0034】前記電圧源は、交流定振幅電流源と、前記
電流源を制御して前記基板と前記プラテンとの間に所定
の電流を供給する手段とを備えてもよい。
[0034] The voltage source may include an AC constant-amplitude current source, and means for controlling the current source to supply a predetermined current between the substrate and the platen.

【0035】前記AC源が、コンピュータ制御信号に応
答して電流を調節する手段を備えてもよい。
[0035] The AC source may include means for adjusting the current in response to a computer control signal.

【0036】前記AC定電流源が1kHzから50MH
zの範囲で出力周波数を有してもよい。
The AC constant current source is from 1 kHz to 50 MHz.
It may have an output frequency in the range of z.

【0037】本発明の磁気記録システムで使用される基
板を研磨する方法は、研磨媒体を供与する工程と、電解
スラリーの存在下で前記基板と前記媒体とを一緒に付勢
しながら前記基板を前記研磨媒体に関して運動させて、
前記基板の前記表面を化学的および機械的に研磨する工
程と、前記基板と導電性部材との間にスラリーを介して
電流が流れるようにすると同時に前記基板用面から材料
を除去し、前記基板表面が化学的および機械的に研磨さ
れている間に前記基板表面を電気研磨する工程とを含
み、これにより上記目的が達成される。
The method of polishing a substrate used in the magnetic recording system of the present invention comprises the steps of providing a polishing medium and pressing the substrate while energizing the substrate and the medium together in the presence of an electrolytic slurry. Exercising with respect to the polishing medium,
Chemically and mechanically polishing the surface of the substrate, and removing a material from the substrate surface while allowing current to flow through the slurry between the substrate and the conductive member; Electropolishing said substrate surface while said surface is being chemically and mechanically polished, thereby achieving said object.

【0038】前記電流が流れるようにする手段は、均一
な電流密度が前記基板表面と前記導電性部材との間に流
れるようにする工程を含んでもよい。
The means for causing the current to flow may include the step of causing a uniform current density to flow between the substrate surface and the conductive member.

【0039】好ましくは、前記研磨媒体は、研磨被覆を
上に有する第1の線形テープおよび第2の線形テープを
備え、前記テープは前記基板の両側に配置されて前記基
板表面の側を移動し、前記テープは、共に付勢される相
互作用プレートにより付勢されて前記基板表面と係合状
態になり、前記電流が流れるようにする工程が、前記プ
レートの各々と前記回転基板との間に電圧を印加する工
程を含むことを特徴とする。
[0039] Preferably, the polishing medium comprises a first linear tape and a second linear tape having an abrasive coating thereon, the tape being disposed on both sides of the substrate and moving on the side of the substrate surface. Wherein said tape is biased by an interacting plate that is biased together to engage said substrate surface, allowing said current to flow, between each of said plates and said rotating substrate. The method includes a step of applying a voltage.

【0040】前記電圧は、所定の電流を生成するように
制御されるAC定振幅電流源を備えてもよい。
The voltage may include an AC constant-amplitude current source that is controlled to generate a predetermined current.

【0041】温度を実質的に一定に維持するために、研
磨期間中に前記基板を冷却する工程を更に含んでもよ
い。
The method may further include the step of cooling the substrate during polishing to maintain the temperature substantially constant.

【0042】本発明は、合金型基板を電気化学機械的研
磨する方法および装置システムを提供し、これにより、
磁性薄膜層が積層され得るベース層として好適な高度に
研磨されかつ平滑な表面を提供し、従って、コンピュー
タデータ記憶装置のための複合磁気ディスク媒体を形成
する。
The present invention provides a method and apparatus system for electrochemically mechanically polishing an alloy-type substrate, whereby:
It provides a highly polished and smooth surface suitable as a base layer on which a magnetic thin film layer can be deposited, thus forming a composite magnetic disk medium for computer data storage.

【0043】より特定的には、本発明は、基板の電気研
磨工程を化学研磨工程および機械研磨工程と同時に採用
し、回転する基板または軌道運動する基板と電極との間
に電圧が印加される一方で、基板および電極は導電性の
電解スラリーの中に封入されることを特徴とする。
More specifically, the present invention employs an electropolishing process for a substrate simultaneously with a chemical polishing process and a mechanical polishing process, wherein a voltage is applied between a rotating or orbiting substrate and an electrode. On the other hand, the substrate and the electrode are sealed in a conductive electrolytic slurry.

【0044】より特定的には、本発明は運動する剛性基
板と電極との間に電流供給電圧を印加して研磨を達成す
る。電流供給電圧は、定電流制御を伴うことが好ましい
直流(DC)型電源電圧か、交流(AC)型電源電圧の
いずれかであればよい。DCを使用する場合、金属基板
は陽極すなわち正端子とし、研磨プレートは陰極すなわ
ち負端子にするのが好ましい。AC型電源電圧を採用す
る場合は、電源電圧の交流サイクルは基板および研磨プ
レートが交互に陽極と陰極との両方になる。DCバイア
スがAC電圧に付加されて、基板が陰極に関して正電圧
に留まることを確実にするようにすればよい。本発明
は、運動する基板と線形テープまたはパッドのような研
磨媒体を支持する比較的静止した研磨プレートすなわち
プラテンとの間に電圧を印加すると同時に高圧研磨力を
付与する。電流密度を調節することにより、基板からの
金属の除去率が厳重に制御され得る。
More specifically, the present invention accomplishes polishing by applying a current supply voltage between a moving rigid substrate and an electrode. The current supply voltage may be any one of a direct current (DC) power supply voltage preferably accompanied by constant current control or an alternating current (AC) power supply voltage. When using DC, it is preferred that the metal substrate be the anode or positive terminal and the polishing plate be the cathode or negative terminal. When an AC type power supply voltage is employed, the AC cycle of the power supply voltage is such that the substrate and the polishing plate alternately become both the anode and the cathode. A DC bias may be added to the AC voltage to ensure that the substrate remains at a positive voltage with respect to the cathode. The present invention applies a voltage between a moving substrate and a relatively stationary polishing plate or platen that supports a polishing medium, such as a linear tape or pad, while providing a high pressure polishing force. By adjusting the current density, the rate of metal removal from the substrate can be tightly controlled.

【0045】磁気記憶媒体を形成するために使用される
合金型基板の研磨は、導電性電解液の存在下で化学機械
的研磨動作を基板に施し、かつ、直流(DC)または高
周波数交流(AC)のいずれか一方が基板と電極型プラ
テンとの間を導電性電解液を介して流れるようにして、
制御動作で基板の表面から材料を除去することにより行
われる。電気−化学−機械組合わせ研磨は円周方向研磨
装置と軌道運動研磨装置の両方で実施され、各々が定振
幅電流制御源である、DC電源電圧とAC電源電圧の両
方を使用することが可能である。
Polishing of an alloy type substrate used to form a magnetic storage medium is performed by subjecting the substrate to a chemical mechanical polishing operation in the presence of a conductive electrolyte and applying direct current (DC) or high frequency alternating current (DC). AC) so that one of them flows between the substrate and the electrode type platen via the conductive electrolyte,
This is done by removing material from the surface of the substrate in a controlled operation. Combined electro-chemical-mechanical polishing is performed on both circumferential and orbital polishing machines, and can use both DC and AC power supplies, each with a constant amplitude current control source It is.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】本発明は、磁気膜を受容しかつコ
ンピュータデータ処理システムの硬質基板ドライブの磁
気媒体として使用される合金型剛性基板の精研磨工程に
特に好適に適合され、そのような文脈で解説される。し
かし、これは本発明の一用途のみの例示であることが理
解されるであろう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is particularly well adapted to the fine polishing process of alloy-type rigid substrates that receive magnetic films and are used as magnetic media in hard substrate drives in computer data processing systems. Explained in context. However, it will be understood that this is only an illustration of one application of the invention.

【0047】要約すると、本発明の根本を成す基本原理
は、電気研磨工程を化学機械的研磨メカニズムと組み合
わせて、研磨工程を加速し、研磨工程後の表面仕上げの
平滑さを向上させることである。図1は、本発明の第1
の実施態様において原理を例示している。
In summary, the basic principle underlying the present invention is to combine an electropolishing process with a chemical-mechanical polishing mechanism to accelerate the polishing process and improve the smoothness of the surface finish after the polishing process. . FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
The principle is illustrated in the embodiment.

【0048】図に示すように、典型例ではディスクの形
状を呈しかつアルミニウムまたはアルミニウム−マグネ
シウム合金から構成され得る剛性基板20は、静止研磨
プラテンプレート24上に支持される研磨パッド22上
に押圧された状態で、基板を回転および/または振動さ
せることにより研磨されればよい。基板20は供給源2
8から得られるスラリーが存在するところで振動または
回転し、このスラリーは研磨パッド22と基板20との
間の界面で1個以上のノズル30(図中には1個のみが
例示されている)により排出され、また同時に、研磨プ
ラテン24と基板20との間に電源32から電流供給電
圧を印加する。電源は直流(DC)電圧源であってもよ
く、その場合、基板が陽極(正端子)であることと、研
磨プラテン24が陰極(負端子)であることが好まし
い。DCは0.01から20アンペア/平方インチの範
囲の定電流供給であることが好ましい。二面工程につい
ては、後述するように、各面につき定電流供給を使用す
ることが好ましい。代替例では、電源32は、高周波数
ACエネルギーを供与する交流電圧源であり得る。AC
電源が使用される場合、例えば、1kHzから50MH
zの間の周波数および0.01から20.0アンペア/
平方インチの範囲の供給電流密度を採用すればよい。供
給源28からのスラリーは電解液混入研磨スラリー化合
物であるのが好ましく、本機構は非可動研磨パッド22
および比較的静止した研磨プラテン24に対して基板2
0に高圧研磨力を付与するのが好ましい。1から25ポ
ンド/平方インチ(PSI)程度の圧力が採用されれば
よい。好ましくは、基板は非可動研磨パッドおよび比較
的動きのないプラテン24に関して200mm/秒から
3000mm/秒程度の速度で運動する。
As shown in the figure, a rigid substrate 20, which typically takes the form of a disk and may be made of aluminum or an aluminum-magnesium alloy, is pressed onto a polishing pad 22 supported on a stationary polishing plastic template 24. In this state, the substrate may be polished by rotating and / or vibrating the substrate. The substrate 20 is the source 2
8 vibrates or rotates where the slurry obtained is present, and this slurry is caused by one or more nozzles 30 (only one is illustrated in the figure) at the interface between the polishing pad 22 and the substrate 20. At the same time, the power supply 32 applies a current supply voltage between the polishing platen 24 and the substrate 20. The power supply may be a direct current (DC) voltage source, in which case the substrate is preferably an anode (positive terminal) and the polishing platen 24 is preferably a cathode (negative terminal). DC is preferably a constant current supply in the range of 0.01 to 20 amps / in 2. For the two-sided process, it is preferable to use a constant current supply for each side, as described below. In the alternative, power supply 32 may be an AC voltage source that provides high frequency AC energy. AC
If a power supply is used, for example, 1 kHz to 50 MH
frequency between z and 0.01 to 20.0 amps /
A supply current density in the range of square inches may be employed. The slurry from the source 28 is preferably an electrolytically mixed polishing slurry compound, and the mechanism includes a non-movable polishing pad 22.
And the substrate 2 against the relatively stationary polishing platen 24
It is preferable to apply a high pressure polishing force to 0. Pressures on the order of 1 to 25 pounds per square inch (PSI) may be employed. Preferably, the substrate moves at a speed on the order of 200 mm / sec to 3000 mm / sec with respect to the immovable polishing pad and the relatively stationary platen 24.

【0049】図1は軌道運動型または遊星運動型研磨装
置を図示し、図2は、本発明の別な実施態様に従った円
周方向研磨装置を図示している。図2に示されるよう
に、剛性基板40はスピンドルシャフト42の回りを回
転可能であり、一方、移動線形テープ44はローラ46
により基板の表面に対して押圧される。供給源48から
の研磨スラリーは1個以上の分配器50により基板表面
と研磨テープ44との間の空間に排出され得る。それと
同時に、電気研磨電流が電源52から印加される電圧に
より基板40と電極54との間に供給されるが、電極5
4は研磨テープ44の表面と接触するように位置決めさ
れ、かつ、分配器50のうちの1個により排出されるス
ラリーの中に配置されるのが好ましい。図1の装置に関
するのと同様、電源52はDC電源電圧かまたはAC電
源電圧のいずれか一方であればよく、定電流制御を伴う
のが好ましい。電源がDC電源電圧である場合、陰極
(負端子)は電極54に接続されればよく、陽極すなわ
ち正端子はスピンドルシャフト42および基板に接続さ
れる。更に、供給源48からのスラリーは導電性で、電
極54と基板40の表面との間にローラ46との接触点
で電流を生成するのが好ましい。
FIG. 1 illustrates an orbiting or planetary polishing apparatus, and FIG. 2 illustrates a circumferential polishing apparatus according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rigid substrate 40 is rotatable about a spindle shaft 42, while the moving linear tape 44 is
Is pressed against the surface of the substrate. The polishing slurry from the source 48 may be discharged by one or more distributors 50 into the space between the substrate surface and the polishing tape 44. At the same time, an electropolishing current is supplied between the substrate 40 and the electrode 54 by the voltage applied from the power source 52,
4 is preferably positioned in contact with the surface of the polishing tape 44 and is located in the slurry discharged by one of the distributors 50. As with the apparatus of FIG. 1, the power supply 52 may be either a DC power supply voltage or an AC power supply voltage, preferably with constant current control. When the power supply is a DC power supply voltage, the cathode (negative terminal) may be connected to the electrode 54, and the anode or positive terminal is connected to the spindle shaft 42 and the substrate. Further, the slurry from the source 48 is preferably conductive and produces an electrical current at the point of contact between the electrode 54 and the surface of the substrate 40 with the roller 46.

【0050】図2に例示され、電極54が研磨テープ4
4と基板との間のスラリーの中に配置される構成は有用
であり、ここでは、研磨テープはマイラーのように無孔
かつ非導電性である。電極54の側をテープ44の表面
に沿ってテープと基板40の表面との間を流れる導電性
スラリーは、テープと基板表面との間の接触点における
電流を導通可能にする。スラリーは研磨材混合物中に高
導電性電解液を含み、電流に対する抵抗を最小限にする
のが好ましい。更に、スラリー混合物の導電性は、脱イ
オン水と2:1の希釈率でも比較的低抵抗を与えるよう
にするのが好ましい。スラリーの抵抗は、電極54から
テープ44と基板表面40との間の接触領域までの間の
距離を変化させることによってばかりでなく、その導電
率を変えることによっても変化し得る。この距離は、可
能な限り小さいのが好ましい。
As shown in FIG. 2, the electrode 54 is
An arrangement located in the slurry between the substrate 4 and the substrate is useful, where the polishing tape is non-porous and non-conductive like Mylar. The conductive slurry flowing between the tape and the surface of the substrate 40 along the surface of the tape 44 on the side of the electrode 54 allows current to flow at the point of contact between the tape and the substrate surface. The slurry preferably includes a highly conductive electrolyte in the abrasive mixture to minimize resistance to electrical current. Further, the conductivity of the slurry mixture is preferably such that it provides a relatively low resistance even at a 2: 1 dilution with deionized water. The resistance of the slurry can be changed not only by changing the distance from the electrode 54 to the contact area between the tape 44 and the substrate surface 40, but also by changing its conductivity. This distance is preferably as small as possible.

【0051】本発明の電気化学機械的研磨工程におい
て、2種の溶液が使用され得る。これらは、スラッジ溶
液と非スラッジ溶液である。スラッジ溶液は研磨される
金属、例えばニッケルの飽和溶液である。電気研磨動作
の副産物として形成される金属塩は飽和電解液中に溶解
せずスラッジを生成し、これは、基板の側を流れる電解
液を捕獲する電解液捕獲タンク(図示せず)の底部に沈
殿する。非スラッジ溶液は非飽和で、金属塩を溶解す
る。種類の溶液の第1のものは、先行技術の電気研磨機
構において使用されるのが好ましく、それは、定常工程
は実質的に無期限使用の電解液により最適化されるから
である。しかし、本発明においては、電解液の使用期限
は要因ではなく、定常工程は新鮮なスラリーを継続的に
新たに供給することにより達成される。したがって、い
ずれの種類のスラリーが採用されてもよいが、飽和電解
液が好ましい。
In the electrochemical mechanical polishing process of the present invention, two solutions can be used. These are sludge solutions and non-sludge solutions. The sludge solution is a saturated solution of the metal to be polished, for example nickel. The metal salt formed as a by-product of the electropolishing operation does not dissolve in the saturated electrolyte and forms sludge, which is formed at the bottom of an electrolyte capture tank (not shown) that captures the electrolyte flowing on the side of the substrate. Settles. Non-sludge solutions are unsaturated and dissolve metal salts. The first of a class of solutions is preferably used in a prior art electropolishing mechanism, since the steady state process is optimized with a substantially permanent electrolyte. However, in the present invention, the expiration date of the electrolytic solution is not a factor, and the steady process is achieved by continuously supplying fresh slurry. Therefore, any type of slurry may be employed, but a saturated electrolyte is preferred.

【0052】しかし、スラリーは先行技術の研磨性機械
研磨動作のために、次いで、電気研磨動作のために最適
化されるべきである。電気研磨工程要件は、高導電性
と、好ましくは、ニッケル塩の飽和(ニッケルメッキさ
れた基板を研磨するため)である。高導電性を達成する
には、3%から6%程度のパーセンテージおよび重量で
硫酸、クロム酸、オルトリン酸などの酸が追加され得
る。これらの酸は単独で使用されるか、または、例え
ば、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カ
リウム、および硫酸ニッケルのような塩のように、導電
率を改善する他の物質と組み合わせて使用されればよ
い。更に、陽極膜を促進するスラリーが大いに望まし
い。
However, the slurry should be optimized for prior art abrasive mechanical polishing operations and then for electropolishing operations. The electropolishing process requirements are high conductivity and preferably saturation of the nickel salt (to polish a nickel-plated substrate). To achieve high conductivity, acids such as sulfuric acid, chromic acid, orthophosphoric acid and the like can be added in percentages and weights on the order of 3% to 6%. These acids may be used alone or in combination with other substances that improve conductivity, such as, for example, salts such as ammonium sulfate, potassium chloride, potassium permanganate, and nickel sulfate. I just need. In addition, slurries that promote the anodic membrane are highly desirable.

【0053】図2に例示される円周方向研磨装置は、研
磨テープ44がマイラーテープのように無孔である場合
は、分離電極54を使用する。この場合、ローラ46は
装置の残余の部分から電気的に絶縁される。しかし、テ
ープが有孔で、それ故に導電性電解液を通過させること
ができる場合、または、電源52がAC電源である場合
は、図2に波線で示されるように、研磨テープ自体の後
部表面に係合するローラ46が電源に接続され得る。こ
れは図3に示されるように形成されるローラを採用する
ことにより達成され得て、これは例えばセラミックのよ
うな電気的に絶縁性のL字型ブラケット60を使用し
て、電源に接続され得る導電性シャフト62を支持す
る。ローラ46は、図示の如く、アルミニウムまたはス
テンレス鋼のような導電性材料の厚みのある壁で囲った
シリンダ状ローラを備えていればよく、1対のベアリン
グ64によりシャフト62上に回転可能に支持される。
ベアリング64は無グリースベアリングか、または、シ
ャフト62とローラ46との間に電気的接触および電流
を供与するために導電性グリースを採用したベアリング
のいずれかである。ワッシャ66およびファスナ68は
シャフト上にローラ46を固定させる。
The circumferential polishing apparatus illustrated in FIG. 2 uses the separation electrode 54 when the polishing tape 44 is non-porous like Mylar tape. In this case, the roller 46 is electrically insulated from the rest of the device. However, if the tape is perforated and therefore able to pass conductive electrolyte, or if the power source 52 is an AC power source, the back surface of the polishing tape itself, as shown in dashed lines in FIG. Can be connected to a power supply. This can be achieved by employing a roller formed as shown in FIG. 3, which is connected to a power supply using an electrically insulating L-shaped bracket 60, for example, ceramic. The resulting conductive shaft 62 is supported. The roller 46 may comprise a cylindrical roller surrounded by a thick wall of a conductive material such as aluminum or stainless steel, as shown, rotatably supported on a shaft 62 by a pair of bearings 64. Is done.
Bearings 64 are either grease-free bearings or bearings that employ conductive grease to provide electrical contact and current between shaft 62 and rollers 46. Washers 66 and fasteners 68 secure rollers 46 on the shaft.

【0054】ローラ46は、本発明の円周方向研磨装置
に採用され得る一形態の研磨プレートにすぎない。他の
具体例を簡単に例示する。研磨される基板(陽極)の材
料にはほとんど制約がない代わりに、本発明は陰極すな
わち研磨プレートに多大な制約を与えている。研磨プレ
ートの材料は、研磨工程の汚染を回避する、アルミニウ
ムまたはステンレス鋼のようなものであることが好まし
い。更に、研磨プレートの寸法および設置は、電気研磨
機構の抵抗に影響を及ぼすので、重要なパラメータであ
る。抵抗は、部分的に、基板(陽極)と研磨プレートす
なわち陰極との間の距離に依存する。研磨プレートの設
置は工程で使用される研磨媒体の種類に依存する。上記
のとおり、マイラー基材付き研磨テープについて、陰
極、すなわち、図2に示すように電極54は、テープの
前面に設置される必要がある。この場合、陰極つまり電
極54と基板上のローラのフットプリントとの間の距離
は極めて重要である。抵抗を最小限にするためには、陰
極が可能な限り接触点に近接して配置されることが望ま
しい。抵抗は、ローラ46により決定されるような電極
と接触点との間の距離だけの関数であるばかりでなく、
まもなく詳細に述べるように、保湿表面のフットプリン
ト面積の関数でもある。スラリーの抵抗Rは、陰極のフ
ットプリントの面積Aの関数であるのに加えて、スラリ
ーの導電率Cおよび陽極(基板)から陰極までの距離L
の関数でもある。
The roller 46 is just one form of polishing plate that can be employed in the circumferential polishing apparatus of the present invention. Another specific example will be briefly described. The invention places great restrictions on the cathode or polishing plate, instead of having very few materials on the substrate (anode) to be polished. The material of the polishing plate is preferably such as aluminum or stainless steel, which avoids contamination of the polishing process. In addition, the size and placement of the polishing plate are important parameters because they affect the resistance of the electropolishing mechanism. The resistance depends in part on the distance between the substrate (anode) and the polishing plate or cathode. The placement of the polishing plate depends on the type of polishing medium used in the process. As described above, for the polishing tape with a Mylar substrate, the cathode, that is, the electrode 54 as shown in FIG. 2, needs to be installed on the front surface of the tape. In this case, the distance between the cathode or electrode 54 and the footprint of the roller on the substrate is very important. In order to minimize resistance, it is desirable that the cathode be located as close as possible to the point of contact. The resistance is not only a function of the distance between the electrode and the contact point as determined by the roller 46, but also
As will be described in more detail shortly, it is also a function of the footprint area of the moisturizing surface. The resistance R of the slurry is a function of the area A of the footprint of the cathode, plus the conductivity C of the slurry and the distance L from the anode (substrate) to the cathode.
Is also a function of

【0055】スラリー抵抗は以下のように表される。 R=(1/C)(L/A)The slurry resistance is expressed as follows. R = (1 / C) (L / A)

【0056】したがって、スラリーにおける抵抗を低減
することは、その導電率を増大させ、陽極と陰極の間の
距離Lを低減し、さらに陰極と陽極の間の接触面積を増
大させることにより可能になる。
Therefore, reducing the resistance in the slurry is made possible by increasing its conductivity, reducing the distance L between the anode and the cathode, and further increasing the contact area between the cathode and the anode. .

【0057】より詳細に以下に述べるように、基板と電
源との間の電気的接触は、基板40を保持および回転さ
せる回転スピンドルシャフト42と、当業者には周知の
回転部材と共に電気的接触を設けるためのスリップリン
グ、ブラシ、または導電性液体のような他の機構との間
に滑動電気的接触を供与することにより達成され得る。
As will be described in more detail below, the electrical contact between the substrate and the power supply is made by means of a rotating spindle shaft 42 that holds and rotates the substrate 40 and a rotating member that is well known to those skilled in the art. This may be achieved by providing sliding electrical contact between the provision of a slip ring, a brush, or other mechanism such as a conductive liquid.

【0058】抵抗を最小限にする理由の一つは、電気研
磨動作の期間中は基板の抵抗加熱を最小限にするためで
ある。基板を保持するスピンドルを所定の一定温度に維
持して、スピンドルおよび基板が熱変形により整列しな
くなることを阻止するのが望ましい。本発明は広範な電
解液が採用されることを可能にするので、また、処理パ
ラメータの広範な変化を許容するので、ある条件下でス
ラリー抵抗は、例えば10オームと同程度の大きさにさ
れ得るし、電流は10アンペアにされ得る。これは10
00ワットの電力および100ボルトの電圧源に対応す
るが、極めて高い。予測される状態に対するより現実的
な抵抗値は3オームの位階で、電流はわずか1アンペア
であればよいが、これにより3ワットの電力が与えられ
る。しかし、広範囲の可能なパラメータを適合させるに
は、スピンドルおよび皿状基板を作動期間中に冷却して
その温度を制御するシステムを提供するのが望ましい。
本発明による円周方向研磨装置の好ましい実施態様は、
以下に記載されるように、かかる流体冷却機構を採用す
る。
One of the reasons for minimizing the resistance is to minimize the resistance heating of the substrate during the electropolishing operation. It is desirable to maintain the spindle holding the substrate at a predetermined constant temperature to prevent the spindle and the substrate from becoming misaligned due to thermal deformation. Because the present invention allows a wide range of electrolytes to be employed, and allows for wide variations in processing parameters, under certain conditions the slurry resistance can be as large as, for example, 10 ohms. And the current can be made 10 amps. This is 10
It corresponds to a power of 00 watts and a voltage source of 100 volts, but very high. A more realistic resistance value for the expected condition is on the order of 3 ohms, and the current may be as little as 1 amp, which provides 3 watts of power. However, to accommodate a wide range of possible parameters, it is desirable to provide a system that cools and controls the temperature of the spindle and dish during operation.
A preferred embodiment of the circumferential polishing apparatus according to the present invention comprises:
Such a fluid cooling mechanism is employed, as described below.

【0059】本発明による円周方向研磨装置の好ましい
実施態様を以下に記載する。円周方向研磨装置は、Ru
bleらに1992年3月31日に発行された米国特許
第5,099,615号および同じくRubleらに1
990年10月23日に発行された米国特許第4,96
4,242号に開示された円周方向研磨装置の変更版で
あればよく、上記特許の両方が本発明の譲受人に譲渡さ
れており、それらの開示は本明細書中に参考として援用
されている。好ましい円周方向研磨装置は、回転基板の
両面と係合状態に押圧されるローラの上を動かされる線
形研磨テープを採用してもよい。上記特許の装置は化学
機械的研磨動作を実施するが、電気研磨工程を組み入れ
ていない。しかし、本発明は先行技術の円周方向研磨装
置を改変し、後述する態様で電気研磨工程を含むように
する。
A preferred embodiment of the circumferential polishing apparatus according to the present invention will be described below. The circumferential polishing device is Ru
U.S. Pat. No. 5,099,615, issued Mar. 31, 1992 to U.S. Pat.
US Patent No. 4,96, issued October 23, 990
Any modified version of the circumferential polishing apparatus disclosed in U.S. Pat. No. 4,242 may be used, and both of the above patents are assigned to the assignee of the present invention, the disclosures of which are incorporated herein by reference. ing. A preferred circumferential polishing apparatus may employ a linear polishing tape that is moved over rollers that are pressed into engagement with both sides of the rotating substrate. The apparatus of the above patent performs a chemical mechanical polishing operation, but does not incorporate an electropolishing process. However, the present invention modifies the prior art circumferential polishing apparatus to include an electropolishing step in a manner described below.

【0060】図4は、本発明の第1の実施態様による改
変後の円周方向研磨装置100の正面図であり、図5は
その背面図である。図示のように、装置は線対称の1対
のテープ輸送アセンブリを備え、それらが協同で作動し
て回転剛性基板102の前方表面および後方表面を同時
に研磨する。アセンブリの各々は研磨線形テープすなわ
ち研磨媒体106を含み、これは例えば、バインダーシ
ステムに組み込まれかつ柔軟性マイラー基材上に被覆さ
れる酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のような研磨材
料から構成され得る。テープ106は供給リール108
から1対のローラ110およびテープガイド112をわ
たって下部転向ローラ114の回りに巻かれる。次い
で、テープは別の1対のローラ116を廻って巻き取り
リール118に巻かれる。巻き取りリールは図示しない
通常のモータにより回転すればよく、適切な張力はロー
ラ110およびローラ116によりテープ上で維持さ
れ、かつ供給リール108上の張力制御機構(図示せ
ず)により維持され得る。
FIG. 4 is a front view of the modified circumferential polishing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a rear view thereof. As shown, the apparatus includes a pair of axisymmetric tape transport assemblies that operate in concert to simultaneously polish the front and rear surfaces of the rotating rigid substrate 102. Each of the assemblies includes an abrasive linear tape or abrasive media 106, which may be comprised of an abrasive material such as, for example, aluminum oxide or silicon carbide incorporated into a binder system and coated on a flexible Mylar substrate. The tape 106 is a supply reel 108
Is wound around a lower turning roller 114 across a pair of rollers 110 and a tape guide 112. The tape is then wound on a take-up reel 118 around another pair of rollers 116. The take-up reel may be rotated by a conventional motor (not shown), and appropriate tension may be maintained on the tape by rollers 110 and 116 and maintained by a tension control mechanism (not shown) on supply reel 108.

【0061】基板102に近接して、テープ106は可
動ブロックアセンブリ122に接続される研磨プレート
120により基板の表面に押圧され得る。可動ブロック
アセンブリは、上述の米国特許第4,964,242号
に記載された種類の可動プーリおよびケーブル配置12
6(図5を参照されたい)により制御され得る。プーリ
およびケーブル機構は基板102の両側に配置された研
磨プレート120が基板が回転するにつれて基板の表面
に対して付勢されるようにして研磨テープを基板表面と
係合状態に押圧し、その時、研磨テープはテープ輸送ア
センブリにより回転基板の側を移動する。図6Aおよび
図7Aに最も良く例示されているように、研磨プレート
120は、全般が三角のくさび型形状または台形型形状
を有していればよく、並びに、研磨プレートにより基板
の表面に対してテープが付勢されるとテープと係合して
それを研磨プレート120の側を通るように誘導する、
1対の突起ガイドロッド130を有していればよい。研
磨プレートは容易に再生可能かつ置換可能で、異なる形
状のプレートが使用されるのを許容するのに加えて、プ
レートが磨耗すると置換できるようにするのが好まし
い。
In close proximity to the substrate 102, the tape 106 can be pressed against the surface of the substrate by a polishing plate 120 connected to a movable block assembly 122. The movable block assembly comprises a movable pulley and cable arrangement 12 of the type described in the aforementioned U.S. Pat. No. 4,964,242.
6 (see FIG. 5). The pulley and cable mechanism presses the polishing tape into engagement with the substrate surface such that the polishing plates 120 disposed on both sides of the substrate 102 are urged against the surface of the substrate as the substrate rotates. The polishing tape is moved on the side of the rotating substrate by a tape transport assembly. As best illustrated in FIGS. 6A and 7A, the polishing plate 120 need only have a generally triangular wedge or trapezoidal shape, and the polishing plate can be used with respect to the surface of the substrate by the polishing plate. When the tape is biased, engages the tape and guides it past the side of the polishing plate 120;
What is necessary is just to have a pair of projection guide rod 130. The polishing plate is preferably easily renewable and replaceable, in addition to allowing differently shaped plates to be used, as well as allowing the plate to be replaced when worn.

【0062】図7Aに示されるように、基板の表面上の
研磨プレートのフットプリント132は台形型形状また
はくさび型形状で、基板の外周部でフットプリントが広
く、基板の中心開口134に向けてくさびの部分はテー
パ状に狭くなる。以上が研磨プレートの好ましい形状で
ある。以下に簡略して記載するが、基板が研磨プレート
の側を回転すると、研磨プレート120から研磨テープ
を経由して基板102へと電流が流れる。研磨プレート
と基板との間を流れる単位時間あたりの電流密度は、基
板の表面の各半径で均等であることが望ましい。基板の
外周は中心開口134に隣接する内側部分より大きな角
速度で回転するので、基板の外周端縁のフットプリント
132の寸法は内側開口134のフットプリントの円周
長さに関して選択され得て、電流密度が基板表面の至る
所でほぼ均等となるようにする。このことは、基板の表
面全体で金属の均一な除去を確実にするために望まし
い。
As shown in FIG. 7A, the footprint 132 of the polishing plate on the surface of the substrate is trapezoidal or wedge-shaped, with a wide footprint at the outer periphery of the substrate and toward the central opening 134 of the substrate. The wedge portion is tapered. The above is the preferable shape of the polishing plate. As briefly described below, when the substrate rotates on the side of the polishing plate, a current flows from the polishing plate 120 to the substrate 102 via the polishing tape. It is desirable that the current density per unit time flowing between the polishing plate and the substrate be equal at each radius of the surface of the substrate. Since the outer periphery of the substrate rotates at a greater angular velocity than the inner portion adjacent the central opening 134, the dimensions of the footprint 132 at the outer peripheral edge of the substrate can be selected with respect to the circumferential length of the footprint of the inner opening 134, and the current The density should be approximately uniform throughout the substrate surface. This is desirable to ensure uniform removal of metal across the surface of the substrate.

【0063】図7Bは、均一な電流密度を達成するのに
研磨プレート120の代わりに使用され得る、別の構成
の研磨プレートのフットプリント140を例示する。フ
ットプリント140により示されるように、研磨プレー
トは中心V字形切り込み部142を有し得、図示するよ
うに1対の三角形状の接触部144を設ければよい。フ
ットプリント140を有する研磨プレートの寸法は、研
磨プレート120と関連して解説されるように、各接触
部が基板の表面全体で均一な電流密度を供与すればよ
い。
FIG. 7B illustrates another configuration of a polishing plate footprint 140 that can be used in place of the polishing plate 120 to achieve a uniform current density. As shown by footprint 140, the polishing plate may have a central V-shaped cut 142, and a pair of triangular contacts 144 may be provided as shown. The dimensions of the polishing plate with footprint 140 may be such that each contact provides a uniform current density across the surface of the substrate, as described in connection with polishing plate 120.

【0064】図7Cは、例えば図2に示されるようなド
ラムローラにより供与されるような、別なフットプリン
ト148を例示する。フットプリントは、基板の表面全
体で半径が一定である円周方向寸法を提供する。この後
者の構成は、図7Aおよび図7Bに関連して記載される
研磨プレートを利用して供与されるもの程には有利な結
果を生じないが、それでも、ローラは容認可能な結果を
生じ、使用され得る。
FIG. 7C illustrates another footprint 148, such as provided by a drum roller as shown in FIG. The footprint provides a circumferential dimension whose radius is constant over the surface of the substrate. This latter configuration does not produce as beneficial results as those provided utilizing the polishing plate described in connection with FIGS. 7A and 7B, but the rollers still produce acceptable results, Can be used.

【0065】再び図4、図5、図8および図9を参照す
ると、基板102はコレット152により回転スピンド
ル150に連結され得る(図6Aを参照されたい)。コ
レットは後述のような態様で伸張して基板の内側開口1
34に摩擦係合し、基板をスピンドル上に保持する。本
発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,560,62
4号はディスククランプコレットシステムを解説してい
る。更に、スピンドルはスピンドルハウジング154に
おいて支持され、かつ、モータ156および駆動ベルト
158を備える駆動機構により回転し得る。駆動ベルト
はスピンドル上の拡大ハブ部分160の周囲に延在すれ
ばよい(図9を参照のこと)。モータ156が回転する
につれて、駆動ベルト158はスピンドルシャフト15
0をスピンドルハウジング154内で回転させる。これ
により2枚の研磨プレート120の間で基板が回転し、
この時、プレートが研磨テープ106を付勢して回転基
板の前方表面および後方表面と接触させる。
Referring again to FIGS. 4, 5, 8 and 9, the substrate 102 may be coupled to the rotating spindle 150 by a collet 152 (see FIG. 6A). The collet is stretched in the manner described below to form the inner opening 1 of the substrate.
34 frictionally engages and holds the substrate on the spindle. US Patent No. 5,560,62 assigned to the assignee of the present invention.
No. 4 describes a disc clamp collet system. Further, the spindle is supported in a spindle housing 154 and can be rotated by a drive mechanism comprising a motor 156 and a drive belt 158. The drive belt may extend around the enlarged hub portion 160 on the spindle (see FIG. 9). As the motor 156 rotates, the drive belt 158 moves the spindle shaft 15
0 is rotated in the spindle housing 154. As a result, the substrate rotates between the two polishing plates 120,
At this time, the plate urges the polishing tape 106 into contact with the front and rear surfaces of the rotating substrate.

【0066】図9は、コレット152の動作を例示する
スピンドルアセンブリの縦断面図である。図示するよう
に、縦方向に延びるロッド164はその前方端でコレッ
ト152に接続され、その反対端で空気圧シリンダー1
68に接続される。空気圧シリンダーが作動すると、ロ
ッド164がスピンドルの縦方向穿孔内で移動し得、コ
レットが伸張および収縮するのを引き起こし得る。伸張
すると、コレットは中央開口134内で基板表面に係合
し、基板をスピンドル上に堅固に保持する。
FIG. 9 is a vertical sectional view of the spindle assembly illustrating the operation of the collet 152. As shown in FIG. As shown, a longitudinally extending rod 164 is connected at its forward end to a collet 152 and at its opposite end to the pneumatic cylinder 1.
68. When the pneumatic cylinder is activated, the rod 164 may move within the longitudinal bore of the spindle, causing the collet to expand and contract. When extended, the collet engages the substrate surface in the central opening 134 and holds the substrate firmly on the spindle.

【0067】基板102を経由して研磨プレートに電流
を通すために、電気的接触は基板を用いて作られねばな
らない。これは、図9および図10に最良に例示される
ように、滑動電気的接触をスピンドルアセンブリ150
に供与することにより達成され得て、このアセンブリは
ステンレス鋼またはアルミニウムのような金属導電体か
ら形成され、電気的絶縁ブロック170上のスピンドル
ハウジング154により回転可能に支持され得る。絶縁
ブロック170は例えばセラミックまたは他の電気絶縁
体から形成されてスピンドルハウジング154を支持し
得、次いでこのハウジングがスピンドルアセンブリ15
0を回転可能に支持し得る。代替例として、絶縁ブロッ
ク170とスピンドルハウジング154の両方は、スピ
ンドルアセンブリがハウジング内で自由に回転できるよ
うにする絶縁材料から一体的に形成され得る。スピンド
ルアセンブリ172への電気的接触は、図10により詳
細に示されるブラシアセンブリにより設けられる。ブラ
シアセンブリは、市場で入手可能なユニットであればよ
く、スピンドルハウジング154内で回転するにつれて
スピンドルアセンブリの部分176の周辺部に接触する
カーボンブラシ174を含み得る。後述のように、導電
体178はブラシアセンブリおよび基板102をスピン
ドルアセンブリを介して電流型電源電圧源に電気的に接
続する。
In order to pass current through the polishing plate via the substrate 102, electrical contacts must be made using the substrate. This provides sliding electrical contact to the spindle assembly 150, as best illustrated in FIGS.
The assembly can be formed from a metal conductor such as stainless steel or aluminum and rotatably supported by a spindle housing 154 on an electrically insulating block 170. Insulation block 170 may be formed, for example, of ceramic or other electrical insulator to support spindle housing 154, which then mounts spindle assembly 15
0 may be rotatably supported. Alternatively, both insulating block 170 and spindle housing 154 may be integrally formed from an insulating material that allows the spindle assembly to rotate freely within the housing. Electrical contact to the spindle assembly 172 is provided by a brush assembly shown in more detail in FIG. The brush assembly may be any commercially available unit and may include a carbon brush 174 that contacts the periphery of a portion 176 of the spindle assembly as it rotates within the spindle housing 154. As will be described, the conductor 178 electrically connects the brush assembly and the substrate 102 to a current source voltage supply via a spindle assembly.

【0068】研磨装置100はまた、図6Aに最良に例
示されるスラリー搬送システム180を含む。図示のよ
うに、スラリー搬送システムは搭載部材184に接続さ
れる1対の半シリンダ状スラリー分配部材182を備え
得、半シリンダー状スラリー分配器が基板102の両側
に位置決めされ得る。半シリンダー状分配器は各自、中
空でスラリー搬送テープ186を介してスラリーが供給
されればよい。スラリーは分配器表面の複数の小開口1
88を通して分配器を出て、分配部材182の長さに沿
って形成される複数の円周方向に延びる溝190により
基板102の表面に誘導され得る。各部材182に供給
されるスラリーは小開口188を出て、回転基板102
の前方表面および後方表面に流入する。
The polishing apparatus 100 also includes a slurry transport system 180 best illustrated in FIG. 6A. As shown, the slurry transport system may include a pair of semi-cylindrical slurry distribution members 182 connected to the mounting member 184, and semi-cylindrical slurry distributors may be positioned on opposite sides of the substrate 102. The semi-cylindrical distributor may be hollow, and the slurry may be supplied via the slurry transport tape 186. The slurry is made up of a plurality of small openings 1 on the distributor surface.
Exiting the distributor through 88 may be guided to the surface of substrate 102 by a plurality of circumferentially extending grooves 190 formed along the length of distribution member 182. The slurry supplied to each member 182 exits the small opening 188, and the rotating substrate 102
Into the front and rear surfaces of the vehicle.

【0069】動作期間中は、スピンドルおよび基板の温
度は抵抗加熱のために増大することがある。基板102
およびスピンドルアセンブリに冷却を施すには、図4お
よび図6Aから図6Bに例示されるように、冷却アセン
ブリ190が設けられればよい。図6Bに示されるよう
に、冷却アセンブリ190は、1対のノズル194に接
続される縦方向に延びる穿孔192を有する多岐管を備
え得る。穿孔192は、流体を穿孔およびノズル194
に供給するための供給管196に接続され得る。流体
は、例えば水または冷却空気であってもよく、ノズル1
94から流出して、回転基板および回転スピンドルの表
面上に衝突する。これにより熱が除去され、スピンドル
アセンブリおよび基板の温度が制御され、熱効果による
不整列およびその結果生じる基板表面の研磨工程での欠
陥を回避する。
During operation, spindle and substrate temperatures may increase due to resistive heating. Substrate 102
To cool the spindle assembly and the spindle assembly, a cooling assembly 190 may be provided as illustrated in FIGS. 4 and 6A to 6B. As shown in FIG. 6B, the cooling assembly 190 may include a manifold having a longitudinally extending perforation 192 connected to a pair of nozzles 194. The piercing 192 pierces the fluid and the nozzle 194
Connected to a supply tube 196 for supplying the air to the supply line. The fluid may be, for example, water or cooling air, the nozzle 1
It flows out of 94 and impinges on the surface of the rotating substrate and the rotating spindle. This removes heat and controls the temperature of the spindle assembly and the substrate to avoid misalignment due to thermal effects and consequent defects in the polishing process of the substrate surface.

【0070】図8は、電流が研磨プレート120および
基板102に供給され得る態様を例示する、研磨装置の
一部の背面図である。プレート120が搭載されるブラ
ケット60は、機械加工が可能で厳密な公差を保持する
ように作られ得るセラミックまたは任意の他の非導電性
材料のような電気的絶縁材料から作られる。図示するよ
うに、好適には本発明は2個の電圧源200を用い、こ
れらは、前述のように、好適には定電流制御を有するD
C電圧源またはAC電圧源のいずれかであり得る。図8
に示されるように、電圧源200の各々の一方側は共通
してブラシアセンブリ172に接続され、アセンブリは
上述のように回転スピンドルアセンブリのハブ部分17
6との電気的接触を提供する。2個の電圧源の他方側
は、基板102の両側に配置される研磨プレート120
にそれぞれ接続される。2個の研磨プレートのための2
個の別個の電圧源の使用は、各研磨プレートを経由して
流れる電流の独立制御を可能にするという点で有利であ
り、これにより研磨動作への厳重な制御が供与される
が、その理由は、2個の研磨プレート間の電流の差が相
殺され得るからである。単一電流供給も利用可能であ
り、経済的恩恵を提供し得る。
FIG. 8 is a rear view of a portion of a polishing apparatus illustrating the manner in which current can be supplied to polishing plate 120 and substrate 102. The bracket 60 on which the plate 120 is mounted is made of an electrically insulating material such as ceramic or any other non-conductive material that can be machined and made to maintain tight tolerances. As shown, the present invention preferably uses two voltage sources 200, which, as described above, preferably have a D current with constant current control.
It can be either a C voltage source or an AC voltage source. FIG.
One side of each of the voltage sources 200 is commonly connected to a brush assembly 172, as shown in FIG.
6 to provide electrical contact. The other side of the two voltage sources is a polishing plate 120 arranged on both sides of the substrate 102.
Connected to each other. 2 for 2 polishing plates
The use of a separate voltage source is advantageous in that it allows for independent control of the current flowing through each polishing plate, which provides tight control over the polishing operation for the following reasons: This is because the current difference between the two polishing plates can be offset. A single current supply is also available and may provide economic benefits.

【0071】電力供給の範囲および容量は遠隔制御コン
ピュータ(図示せず)を介してプログラム可能で、広範
な条件にわたる動作を可能にする。先に示されたよう
に、本発明は多様な異なる材料について動作が可能であ
り、多様な異なるスラリー化合物および多様な異なる電
流密度を用いることができる。0から10アンペアの範
囲で調節可能な電流容量を有する定電流型電源は、大半
の応用例と異なる複数構成の装置とに適している。
The range and capacity of the power supply is programmable via a remote control computer (not shown), allowing operation over a wide range of conditions. As indicated above, the present invention is operable with a variety of different materials and can use a variety of different slurry compounds and a variety of different current densities. Constant current power supplies with adjustable current capacities in the range of 0 to 10 amps are suitable for multiple configurations and devices that differ from most applications.

【0072】DC電源電圧を使用する場合、図2から図
8に例示される研磨プレート式アプローチを利用するに
は、テープが導電性であることが必要である。このこと
はまた、後述のように、陰極プレートから陽極基板へ電
流を導通するために図12に示される本発明の軌道運動
研磨器と共に使用される研磨パッドについてもあてはま
る。マイラー基材テープのような非導電性テープおよび
パッドは、DC電源電圧を使用する場合は、図2に例示
されるような別個の電極および配置を必要とする。これ
は電極をスラリーの電解液と接触状態に置くことで、陰
極(電極)と基板との間の電流経路が電解液を経由する
ようにしている。この場合、基板の回転方向が重要とな
る。基板とテープとの間に液体プールを形成するような
方向に基板を回転させることが好都合である。研磨プレ
ートを陰極として使用し、さらにテープを付勢して基板
と接触状態にするための手段として使用する場合、テー
プは導電性にされるのが好ましい。これは、織布テープ
などのように、陰極研磨プレートと陽極基板との間を電
流が流れ得るように電解液が通過する、有孔テープを用
いることにより達成され得る。代替例として、マイラー
基材付きテープ(絶縁体)は、マイラー基材を貫通する
複数の小穴を配置することにより導電性にされればよ
い。穴はテープにランダムに分布され得て、穴のサイズ
およびパターンは、それらが研磨工程とは調和しないが
電解液に対しては十分な通路を提供して所要の流れに適
合させるように選択され得る。導電性基材を有するテー
プも使用してよく、大いに望ましい。かかるテープは市
場で入手可能であり、織物テープ内に金属糸を埋め込む
ことにより、またはマイラーテープ内に均質な分布の金
属粒子の混合物を粘着させることにより作成され得る。
導電性テープを用いた場合、テープに接触する電極は、
図2に例示されるようにテープと基板との間に電極を配
置するよりもむしろ、テープの基材に沿って任意の都合
のよい位置に配置可能である。しかし、先に論じた理由
から、基板の表面全体で均一な電流密度を確実にするよ
うな構成および寸法にされた研磨プレートを用いるのが
好ましい。
When using a DC supply voltage, utilizing the polishing plate approach illustrated in FIGS. 2-8 requires that the tape be conductive. This is also true for the polishing pad used with the orbiting polisher of the present invention shown in FIG. 12 to conduct current from the cathode plate to the anode substrate, as described below. Non-conductive tapes and pads, such as Mylar base tape, require separate electrodes and arrangements as illustrated in FIG. 2 when using a DC power supply voltage. In this method, the electrode is placed in contact with the slurry electrolyte so that the current path between the cathode (electrode) and the substrate passes through the electrolyte. In this case, the direction of rotation of the substrate is important. It is advantageous to rotate the substrate in a direction that forms a liquid pool between the substrate and the tape. If the polishing plate is used as a cathode and as a means for biasing the tape into contact with the substrate, the tape is preferably made conductive. This can be accomplished by using a perforated tape, such as a woven tape, through which the electrolyte passes so that current can flow between the cathodic polishing plate and the anode substrate. Alternatively, the tape with a mylar substrate (insulator) may be made conductive by arranging a plurality of small holes through the mylar substrate. The holes can be randomly distributed in the tape, and the size and pattern of the holes are chosen so that they are not compatible with the polishing process, but provide sufficient passage for the electrolyte to match the required flow. obtain. Tapes with conductive substrates may also be used and are highly desirable. Such tapes are available on the market and can be made by embedding metal threads within a woven tape or by adhering a homogeneous distribution of a mixture of metal particles within a Mylar tape.
When a conductive tape is used, the electrode that contacts the tape is
Rather than placing an electrode between the tape and the substrate as illustrated in FIG. 2, it can be located at any convenient location along the base of the tape. However, for the reasons discussed above, it is preferred to use a polishing plate configured and dimensioned to ensure uniform current density across the surface of the substrate.

【0073】AC電圧を使用する場合、導電テープおよ
び電解液は望ましいが必要ではない。その理由は、非導
電性テープおよび/または非導電性電解液が、AC電圧
源からのAC電流が通過可能なコンデンサを形成するか
らである。図11は、コンピュータ制御のAC定電流源
220の好ましい形態を例示している。図示するよう
に、電流源はAC発振器222を備え得るが、これは調
整可能定振幅高周波発振器であり得る。発振器からの出
力は第1の演算増幅器(OP AMP)224に供給さ
れ、その出力は典型的に、0.01オームの位階の値を
有する電流検知抵抗器R1に正弦波電圧を供給する。電
流検知抵抗器を介する電流は第2の演算増幅器226に
より検知され得、これは電圧を増幅して、それを自動利
得制御演算増幅器228の入力端に供給する。電気研磨
工程について示されるように、電流検知抵抗器R1を介
する電流は基板102にも供給される。自動利得制御演
算増幅器228の出力は演算増幅器224の反転入力端
まで戻って供給されて、演算増幅器226および自動利
得制御演算増幅器228を経由するフィードバックルー
プを完成する。これにより、電力演算増幅器224の出
力を制御して基板へ定電流を供与することが可能にな
る。
When using an AC voltage, conductive tape and electrolyte are desirable but not required. The reason is that the non-conductive tape and / or the non-conductive electrolyte form a capacitor through which the AC current from the AC voltage source can pass. FIG. 11 illustrates a preferred form of the computer controlled AC constant current source 220. As shown, the current source may comprise an AC oscillator 222, which may be an adjustable constant amplitude high frequency oscillator. The output from the oscillator is provided to a first operational amplifier (OP AMP) 224, whose output typically provides a sinusoidal voltage to a current sensing resistor R1 having a value on the order of 0.01 ohms. The current through the current sensing resistor may be sensed by a second operational amplifier 226, which amplifies the voltage and provides it to the input of automatic gain control operational amplifier 228. As shown for the electropolishing process, the current through the current sensing resistor R1 is also provided to the substrate 102. The output of automatic gain control operational amplifier 228 is fed back to the inverting input of operational amplifier 224 to complete the feedback loop through operational amplifier 226 and automatic gain control operational amplifier 228. This makes it possible to control the output of the power operational amplifier 224 to supply a constant current to the substrate.

【0074】演算増幅器226の出力はまたダイオード
230にも供給され、さらに、抵抗器R2およびR3に
より形成される分圧器にも供給される。電圧はコンデン
サC1によりフィルタリングされ、制御入力として自動
利得制御演算増幅器228に供給される。演算増幅器2
28はまた、ディジタル−アナログ変換器(D/AC)
232により発生される基準入力を受信し、この変換器
は遠隔制御コンピュータ(図示せず)からのディジタル
入力信号により制御され得る。ディジタル−アナログ変
換器232からのDC基準信号は、整流器ダイオード2
30を介して得られる利得修正済みDC信号と比較され
るが、このダイオードは電力演算増幅器224の高周波
数AC信号を、ローパスフィルタ(抵抗器R1およびコ
ンデンサC1により表される)によりフィルタリングさ
れるDC電圧に変換し、かつ、次いで電力演算増幅器2
24の高周波数AC信号に対応しかつそれに対して比率
測定基準(ratio−metric)であるDC電圧
を提供するが、その場合、この電圧は次には自動利得制
御演算増幅器228の自動利得制御入力の利得制御入力
端にフィードバックされる。AC信号整流およびフィル
タリング効果のために、演算増幅器228の利得は、フ
ィードバック信号が基準信号に整合するように対応して
調節される。これは、次いで、演算増幅器224へのフ
ィードバック信号を調節し、従って、演算増幅器224
の出力を制御し、コンピュータ指令の所望の電流を達成
するのに必要な電圧とは無関係に、基板102へ定電流
を供給する。図11にブロック図として示される研磨装
置234の陰極は、例示するように、接地され得る。デ
ィジタル−アナログ変換器へのコンピュータ入力を適切
に調節することにより、電気研磨動作のための所望の電
流が確立されかつ維持されるのと同様に、基板仕上げ要
件に従った時間の関数として制御され得る。
The output of the operational amplifier 226 is also provided to a diode 230 and further to a voltage divider formed by resistors R2 and R3. The voltage is filtered by capacitor C1 and provided as a control input to automatic gain control operational amplifier 228. Operational amplifier 2
28 is also a digital-analog converter (D / AC)
Receiving a reference input generated by H.232, the converter can be controlled by a digital input signal from a remote control computer (not shown). The DC reference signal from the digital-to-analog converter 232 is
Compared to the gain modified DC signal obtained via 30, this diode filters the high frequency AC signal of the power operational amplifier 224 by a DC filter which is filtered by a low pass filter (represented by resistor R1 and capacitor C1) To voltage and then to the power operational amplifier 2
Provides a DC voltage that corresponds to the 24 high frequency AC signals and is a ratio-metric to it, which in turn is the automatic gain control input of the automatic gain control operational amplifier 228. Is fed back to the gain control input terminal. Due to the AC signal rectification and filtering effects, the gain of operational amplifier 228 is correspondingly adjusted so that the feedback signal matches the reference signal. This in turn adjusts the feedback signal to operational amplifier 224, and thus
To provide a constant current to the substrate 102 independent of the voltage required to achieve the desired computer commanded current. The cathode of the polishing apparatus 234, shown as a block diagram in FIG. 11, may be grounded, as illustrated. By properly adjusting the computer input to the digital-to-analog converter, the desired current for the electropolishing operation can be controlled and controlled as a function of time according to substrate finish requirements, as well as established and maintained. obtain.

【0075】図12は軌道運動研磨装置への本発明の適
用例を示している。円周方向研磨器と対比して、軌道運
動研磨器は研磨プラテン上に支持される研磨パッド上で
の遊星型運動で一度に基板の一面のみを研磨する。図1
2に示されるように、適切な研磨材の研磨パッド250
は、電気的に接地される固定式不動プラテン252上に
支持されればよい。基板102は、適切な軌道回遊機構
(図示せず)に接続される基板キャリア254内に支持
され得る。キャリアが軌道回遊している間、キャリアは
研磨パッド250に対し基板を押圧する。図12に示さ
れるように、基板はシリンダー状電極260により基板
キャリア254内に包含される基板キャリアプラテン2
58に装着されればよく、このシリンダ状電極は基板に
その中央開口134(図7Aを参照のこと)で係合して
プレート258上に基板を固着する。定電流AC電流源
と基板との間の電気的接触は、図12に示されるよう
に、シリンダー状電極260を介していてもよい。
FIG. 12 shows an application example of the present invention to an orbital motion polishing apparatus. In contrast to a circumferential polisher, an orbiting polisher polishes only one surface of a substrate at a time with a planetary motion on a polishing pad supported on a polishing platen. FIG.
2, a polishing pad 250 of a suitable abrasive material
May be supported on a fixed stationary platen 252 that is electrically grounded. The substrate 102 may be supported in a substrate carrier 254 that is connected to a suitable orbiting mechanism (not shown). While the carrier is orbiting, the carrier presses the substrate against the polishing pad 250. As shown in FIG. 12, the substrate is contained in a substrate carrier 254 by a cylindrical electrode 260 in a substrate carrier 254.
This cylindrical electrode engages the substrate at its central opening 134 (see FIG. 7A) to secure the substrate on the plate 258. Electrical contact between the constant current AC current source and the substrate may be via a cylindrical electrode 260, as shown in FIG.

【0076】図12の軌道運動研磨器は規定の軌道運動
が基板に適用され得るようにすると同時に、研磨プラテ
ンと基板との間の電解液研磨スラリー化合物を介するイ
オン研磨電流を採用する。基板は(定電流制御を伴うの
が好ましい、DC電源電圧のための)陽極であることが
好ましい。基板との電気的接触により高電流密度を電気
研磨動作のために採用することが可能になる。AC電力
を使用する場合は、例えば、所望の電気研磨工程に依存
して1kHzから50MHzまで、広い動作範囲にわた
るAC周波数が使用され得る。0.01から20.0ア
ンペア/平方インチの範囲にわたる電流密度が使用され
ればよい。研磨動作の期間中、基板は、例えば1から2
5PSIの範囲で圧力を利用して、研磨パッドおよびプ
ラテンに対して押圧されればよい。
The orbital motion polisher of FIG. 12 employs an ion polishing current through an electrolyte polishing slurry compound between the polishing platen and the substrate while allowing a defined orbital motion to be applied to the substrate. The substrate is preferably an anode (for a DC power supply voltage, preferably with constant current control). Electrical contact with the substrate allows high current densities to be employed for electropolishing operations. When using AC power, AC frequencies over a wide operating range may be used, for example from 1 kHz to 50 MHz depending on the desired electropolishing process. Current densities ranging from 0.01 to 20.0 amps per square inch may be used. During the polishing operation, the substrate is, for example, 1 to 2
What is necessary is just to press against a polishing pad and a platen using pressure in the range of 5 PSI.

【0077】上記は本発明の好ましい実施態様について
言及しているが、本発明の精神に基づいてその範囲が添
付の請求の範囲に規定されるその原理から逸脱すること
なく、それらの実施態様の改変が行われ得ることが当業
者により明らかであろう。
While the above refers to preferred embodiments of the present invention, it is understood that the scope of those embodiments should, on the spirit of the invention, not depart from the principles set forth in the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that modifications can be made.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明の磁気記録および記憶システムお
いて使用される基板を研磨するシステムは、電気研磨工
程を化学機械的研磨工程と組み合わせることにより、従
来技術の化学機械的研磨工程よりもおよそ2倍から8倍
でより高速になる改良を可能にする一方で、研磨表面の
質について厳重な制御を供与する、極めて効率的な高速
研磨を提供する。
The system for polishing a substrate used in the magnetic recording and storage system of the present invention combines an electropolishing process with a chemical-mechanical polishing process to provide a process that is approximately one-half of the prior art chemical-mechanical polishing process. It provides a very efficient high speed polishing that provides tighter control over the quality of the polishing surface while allowing for improvements that are 2 to 8 times faster.

【0079】本発明は、例えば単位秒あたり200オン
グストロームを越える金属除去率を可能にする一方で、
10オングストローム根二乗平均(RMS)より低い平
均表面粗度を提供し、それにより高度に研磨された鏡面
仕上げを可能にする。その結果、本発明は、表面品質に
ついての厳重な制御をもって磁気記憶メモリーを回転さ
せるための合金基板に対し、実質的により高い製造率を
可能にする。
The present invention allows metal removal rates in excess of, for example, 200 angstroms per second while
Provides an average surface roughness lower than 10 Angstroms root mean square (RMS), thereby allowing a highly polished mirror finish. As a result, the present invention allows for substantially higher production rates for alloy substrates for spinning magnetic storage memories with tight control over surface quality.

【0080】更に、先に示されたように、本発明は、要
件に依存して広範な異なる合金基板材料と広範な異なる
処理パラメータと共に採用され得る。このことは本発明
を磁気基板媒体の製造以外の応用例について大いに有利
にする。
Further, as indicated above, the present invention can be employed with a wide variety of different alloy substrate materials and a wide variety of different processing parameters, depending on the requirements. This makes the present invention very advantageous for applications other than the manufacture of magnetic substrate media.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理を例示する、剛性基板を研磨する
電気化学機械的装置の第1の実施態様の図である。
FIG. 1 is a diagram of a first embodiment of an electrochemical mechanical device for polishing a rigid substrate, illustrating the principles of the present invention.

【図2】本発明に従った円周方向電気化学機械的研磨装
置の図である。
FIG. 2 is a diagram of a circumferential electrochemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

【図3】図2の円周方向研磨装置において採用され得る
導電性ローラの展開部分断面斜視図である。
FIG. 3 is an exploded partial cross-sectional perspective view of a conductive roller that can be employed in the circumferential polishing apparatus of FIG. 2;

【図4】本発明に従った円周方向電気化学機械的研磨装
置の一部の正面図である。
FIG. 4 is a front view of a portion of a circumferential electrochemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

【図5】装置の重要な特徴をよりよく理解する助けとな
るように、装置の一部が省略されて明瞭化を図った、図
4の装置の背面図である。
FIG. 5 is a rear view of the device of FIG. 4 with parts of the device omitted for clarity to help better understand important features of the device.

【図6A】電気化学機械的研磨装置の主要特徴を例示す
る、図4の装置の一部の拡大斜視図である。
FIG. 6A is an enlarged perspective view of a portion of the apparatus of FIG. 4, illustrating key features of the electrochemical mechanical polishing apparatus.

【図6B】図6Aに例示される装置の流体冷却装置の断
面図である。
FIG. 6B is a cross-sectional view of the fluid cooling device of the device illustrated in FIG. 6A.

【図7A】本発明に従った研磨プレートの好ましい構成
と、基板表面上の研磨プレートの対応フットプリントと
を例示する。
FIG. 7A illustrates a preferred configuration of a polishing plate according to the present invention and a corresponding footprint of the polishing plate on a substrate surface.

【図7B】本発明と共に採用され得る別の形態の研磨プ
レートおよびドラム型ローラのフットプリントを例示す
る。
FIG. 7B illustrates another form of polishing plate and drum type roller footprint that may be employed with the present invention.

【図7C】本発明と共に採用され得る別の形態の研磨プ
レートおよびドラム型ローラのフットプリントを例示す
る。
FIG. 7C illustrates another form of polishing plate and drum type roller footprint that may be employed with the present invention.

【図8】図4の装置の一部の背面図であり、回転する基
板と、基板の両側の各表面に対して研磨テープを押圧す
る1対の静止研磨プレート対との間に電圧を印加するた
めの電気接続を例示する。
FIG. 8 is a rear view of a portion of the apparatus of FIG. 4, wherein a voltage is applied between a rotating substrate and a pair of stationary polishing plates that presses a polishing tape against each surface on both sides of the substrate. An example of an electrical connection for making the connection will be described.

【図9】図8に例示される装置の一部の縦断面図であ
る。
9 is a longitudinal sectional view of a part of the device illustrated in FIG. 8;

【図10】図9に例示される装置の一部である回転シャ
フトへ電気的接触を提供するためのブラシアセンブリの
斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a brush assembly for providing electrical contact to a rotating shaft that is part of the device illustrated in FIG.

【図11】基板と静止研磨プレートとの間にACの定電
流制御を伴って印加されるAC電圧源を制御するコンピ
ュータ制御回路であって、本発明に従った電気化学機械
的研磨装置において使用され得るものを例示する。
FIG. 11 is a computer control circuit for controlling an AC voltage source applied between a substrate and a stationary polishing plate with AC constant current control for use in an electrochemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. An example is shown below.

【図12】本発明に従った軌道運動研磨装置の一部を例
示する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a part of an orbital motion polishing apparatus according to the present invention.

【符号の説明】 20 基板 22 研磨パッド 24 研磨プラテン 28 スラリー 30 ノズル 32 電源[Description of Reference Numerals] 20 substrate 22 polishing pad 24 polishing platen 28 slurry 30 nozzle 32 power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー オー. ウィリアムス アメリカ合衆国 カリフォルニア 94539, フレモント, ランチ ヒグエラ ロー ド 47267 Fターム(参考) 3C058 AA05 AA07 AA09 AA12 AB01 AC04 BA08 BA09 BB02 BB06 CB01 CB03 DA06 DA12  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Roger Oh. Williams United States California 94539, Fremont, Ranch Higuera Load 47267 F-term (reference) 3C058 AA05 AA07 AA09 AA12 AB01 AC04 BA08 BA09 BB02 BB06 CB01 CB03 DA06 DA12

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気記録および記憶システムにおいて使
用される基板を研磨する装置であって、 研磨媒体と、 基板を運動させて互いに関連して媒体を研磨する手段
と、 基板を付勢して電解スラリーの存在下で媒体を共に研磨
して、前記基板の表面を化学的および機械的に研磨する
手段と、 前記基板と導電性部材との間に電流を生成して、前記基
板表面を電気的に研磨する電圧源と、を備える、装置。
1. An apparatus for polishing a substrate for use in a magnetic recording and storage system, comprising: a polishing medium; means for moving the substrate to polish the medium relative to each other; Means for polishing the medium together in the presence of the slurry to chemically and mechanically polish the surface of the substrate; and generating an electric current between the substrate and the conductive member to electrically connect the substrate surface. And a voltage source for polishing.
【請求項2】 前記電圧源が、直流電圧源と交流高周波
電圧源のうちの一方を備える、請求項1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said voltage source comprises one of a DC voltage source and an AC RF voltage source.
【請求項3】 前記導電性部材が静止し、かつ前記電圧
源に接続され、前記基板が前記運動手段により可動であ
り、前記装置が、前記運動手段に滑動自在に係合して前
記基板を前記電圧源に接続するための電気的接触を更に
備える、請求項2に記載の装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein said conductive member is stationary and connected to said voltage source, said substrate is movable by said movement means, and said device slidably engages said movement means to move said substrate. The apparatus of claim 2, further comprising an electrical contact for connecting to the voltage source.
【請求項4】 前記導電性部材が、前記付勢手段上に搭
載されて前記基板表面に対して前記研磨媒体を押圧する
ようにしたプレートを備える、請求項3に記載の装置。
4. The apparatus of claim 3, wherein said conductive member comprises a plate mounted on said biasing means for pressing said polishing medium against said substrate surface.
【請求項5】 前記運動手段が前記プレートに関して前
記基板を回転させ、前記プレートは再生可能でかつ前記
基板の前記表面に均一な電流密度を提供するような形状
にされる、請求項4に記載の装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein said movement means rotates said substrate with respect to said plate, said plate being reproducible and configured to provide a uniform current density on said surface of said substrate. Equipment.
【請求項6】 前記プレートがくさび型形状にされ、か
つ、前記基板上の全ての点が所与の期間について均等な
電流が流れるような寸法にされる、請求項5に記載の装
置。
6. The apparatus of claim 5, wherein said plate is wedge-shaped and all points on said substrate are dimensioned to carry an equal current for a given period.
【請求項7】 前記研磨媒体が線形テープを備え、前記
付勢手段が、導電性部材を付勢して前記テープと係合状
態にして前記基板の表面に対して前記テープを押圧する
手段を備え、前記運動手段が前記テープに関して前記基
板を回転させる手段を備える、請求項1に記載の装置。
7. The polishing medium comprises a linear tape, and the urging means includes means for urging a conductive member to engage the tape and press the tape against the surface of the substrate. 2. The apparatus of claim 1, wherein the means for moving comprises means for rotating the substrate with respect to the tape.
【請求項8】 前記テープが導電性であり、前記電解ス
ラリーが導電性であり、前記基板と前記導電性部材の間
を前記テープを介して電流が流れるようにした、請求項
7に記載の装置。
8. The tape according to claim 7, wherein the tape is conductive, the electrolytic slurry is conductive, and a current flows between the substrate and the conductive member via the tape. apparatus.
【請求項9】 前記電解スラリーが、硫酸、クロム酸、
およびオルトリン酸からなる群より選択される酸と、硫
酸アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カリウ
ム、および硫酸ニッケルからなる群より選択される塩と
を含む、請求項8に記載の装置。
9. The method according to claim 1, wherein the electrolytic slurry is sulfuric acid, chromic acid,
9. The apparatus of claim 8, comprising an acid selected from the group consisting of and orthophosphoric acid, and a salt selected from the group consisting of ammonium sulfate, potassium chloride, potassium permanganate, and nickel sulfate.
【請求項10】 前記基板表面が金属製であり、前記ス
ラリーが前記金属の飽和溶液を含むスラッジスラリーで
ある、請求項9に記載の装置。
10. The apparatus according to claim 9, wherein said substrate surface is made of metal and said slurry is a sludge slurry containing a saturated solution of said metal.
【請求項11】 前記電圧源が調節可能定直流電源を備
え、前記基板は前記電源の正端子に接続され、前記導電
性部材は負端子電源に接続される、請求項1に記載の装
置。
11. The apparatus of claim 1, wherein the voltage source comprises an adjustable constant DC power supply, the substrate is connected to a positive terminal of the power supply, and the conductive member is connected to a negative terminal power supply.
【請求項12】 前記電圧源は、コンピュータ制御信号
に応答して電流を調節する手段を備える、請求項1に記
載の装置。
12. The apparatus of claim 1, wherein said voltage source comprises means for adjusting a current in response to a computer control signal.
【請求項13】 前記研磨媒体が線形テープを備え、前
記付勢手段が、前記テープに係合するローラと、前記ロ
ーラおよびテープを前記基板の表面に対して押圧する手
段とを備える、請求項1に記載の装置。
13. The polishing medium according to claim 1, wherein said polishing medium comprises a linear tape, said biasing means comprising a roller engaging said tape, and means for pressing said roller and tape against a surface of said substrate. An apparatus according to claim 1.
【請求項14】 前記ローラが前記導電性部材を備え、
前記ローラが導電性材料から形成され、かつ、導電性ベ
アリングにより導電性シャフト上に回転可能に支持され
る、請求項13に記載の装置。
14. The roller comprises the conductive member,
14. The apparatus of claim 13, wherein the rollers are formed from a conductive material and are rotatably supported on a conductive shaft by conductive bearings.
【請求項15】 前記導電性部材が前記テープと前記基
板表面との間に配置される電極を備え、前記電極は前記
テープと係合し、かつ、前記電解スラリーの流れの中に
配置される、請求項13に記載の装置。
15. The conductive member comprises an electrode disposed between the tape and the substrate surface, wherein the electrode engages the tape and is disposed in the flow of the electrolytic slurry. Apparatus according to claim 13.
【請求項16】 磁気記録システムで使用される基板を
研磨する装置であって、 前記基板を回転させる手段と、 線形研磨テープを基板の側をその両側で前進させる手段
と、 前記基板の表面に対して前記研磨テープを付勢して前記
表面を機械的に研磨する手段と、 前記基板と前記研磨テープとの間に電解スラリーを導入
する手段と、 前記基板と電極との間に電圧を供給して、前記基板と前
記電極との間に電解スラリーを介して電流が流れるよう
になる電圧源手段と、を備える、装置。
16. An apparatus for polishing a substrate used in a magnetic recording system, comprising: means for rotating the substrate; means for advancing a linear polishing tape on both sides of the substrate; Means for urging the polishing tape against the surface to mechanically polish the surface; means for introducing an electrolytic slurry between the substrate and the polishing tape; and supplying a voltage between the substrate and the electrode. And voltage source means for causing a current to flow between the substrate and the electrode via an electrolytic slurry.
【請求項17】 前記テープが導電性で、前記電極が前
記テープに係合するように位置決めされ、電流が前記基
板と前記電極との間で前記テープを介して流れるように
した、請求項16に記載の装置。
17. The tape of claim 16, wherein the tape is conductive, the electrodes are positioned to engage the tape, and current flows between the substrate and the electrodes through the tape. An apparatus according to claim 1.
【請求項18】 前記電極は前記基板の両側に配置され
るプレートを備え、前記付勢手段は前記各プレートを共
に押圧して前記テープを前記基板表面に対して押圧する
手段を備える、請求項16に記載の装置。
18. The apparatus of claim 18, wherein the electrodes comprise plates disposed on opposite sides of the substrate, and the biasing means comprises means for pressing the plates together to press the tape against the substrate surface. Item 16. The device according to item 16.
【請求項19】 前記電圧供給手段がDC定電流制御源
を備え、前記テープは多孔質であり、電流が前記プレー
トと前記基板との間を前記テープを介して流れるのを可
能にする、請求項18に記載の装置。
19. The voltage supply means comprises a DC constant current control source, wherein the tape is porous and allows current to flow between the plate and the substrate through the tape. Item 19. The apparatus according to Item 18.
【請求項20】 電源電圧を供給する前記手段がAC定
電流源を備える、請求項18に記載の装置。
20. The apparatus of claim 18, wherein said means for providing a power supply voltage comprises an AC constant current source.
【請求項21】 前記基板および前記回転手段を冷却し
て、前記基板および前記回転手段の温度を所定の温度範
囲内に維持する冷却手段を更に備える、請求項16に記
載の装置。
21. The apparatus according to claim 16, further comprising cooling means for cooling said substrate and said rotating means to maintain the temperature of said substrate and said rotating means within a predetermined temperature range.
【請求項22】 前記回転手段が回転スピンドルを備
え、前記冷却手段が冷却液を前記スピンドルおよび前記
基板上に向ける手段を備える、請求項21に記載の装
置。
22. The apparatus of claim 21, wherein said rotating means comprises a rotating spindle and said cooling means comprises means for directing a cooling liquid onto said spindle and said substrate.
【請求項23】 前記電圧供給手段が第1の電源および
第2の電源を備え、各電源が前記プレートの一方と前記
基板回転手段とに接続され、前記電源の各々が独立して
制御可能で、前記基板の各面に対して電流を制御するよ
うにした、請求項18に記載の装置。
23. The voltage supply means includes a first power supply and a second power supply, each power supply being connected to one of the plates and the substrate rotating means, each of the power supplies being independently controllable. 19. The apparatus of claim 18, wherein the current is controlled for each side of the substrate.
【請求項24】 前記電源は、コンピュータ制御信号に
応答して電流を調節する手段を有するAC源を備える、
請求項22に記載の装置。
24. The power supply comprises an AC source having means for adjusting a current in response to a computer control signal.
An apparatus according to claim 22.
【請求項25】 前記プレートが、前記基板の前記表面
全体で均一な所定の電流密度を供給するような形状およ
び寸法にされる、請求項23に記載の装置。
25. The apparatus of claim 23, wherein the plate is shaped and dimensioned to provide a uniform predetermined current density across the surface of the substrate.
【請求項26】 磁気記録システムで使用される基板を
研磨する装置であって、 軌道運動研磨器であって、前記軌道運動研磨器は固定式
研磨プラテンと前記固定式プラテンに関して可動な基板
キャリアとを有し、前記基板キャリアは、前記基板を付
勢して前記固定式研磨プラテン上に位置決めされる研磨
媒体と係合状態にする手段と、前記基板を軌道運動で前
記研磨媒体上で運動させる手段とを有する軌道運動研磨
器と、 前記基板と前記研磨媒体との間に電解導電スラリーを導
入する手段と、 前記研磨プラテンと前記基板キャリアとに接続された電
圧源であって、前記基板と前記研磨プラテンとの間に電
流が流れるようにし、前記基板と前記研磨媒体との間の
相対的運動のために前記基板表面の化学機械的研磨工程
と同時に前記基板の前記表面を電気研磨するようにした
電圧源と、を備える、装置。
26. An apparatus for polishing a substrate for use in a magnetic recording system, comprising: an orbital motion polisher, wherein the orbital motion polisher includes a fixed polishing platen and a substrate carrier movable with respect to the fixed platen. Means for biasing the substrate into engagement with a polishing medium positioned on the stationary polishing platen; and moving the substrate in orbital motion on the polishing medium. Orbital motion polisher having means, means for introducing an electrolytic conductive slurry between the substrate and the polishing medium, and a voltage source connected to the polishing platen and the substrate carrier, wherein the substrate and A current flows between the polishing platen and the surface of the substrate at the same time as a chemical mechanical polishing step of the substrate surface due to relative movement between the substrate and the polishing medium. A voltage source adapted to electropolish the surface.
【請求項27】 前記電圧源は、交流定振幅電流源と、
前記電流源を制御して前記基板と前記プラテンとの間に
所定の電流を供給する手段とを備える、請求項26に記
載の装置。
27. The voltage source, comprising: an AC constant-amplitude current source;
27. The apparatus of claim 26, further comprising: means for controlling the current source to supply a predetermined current between the substrate and the platen.
【請求項28】 前記AC源が、コンピュータ制御信号
に応答して電流を調節する手段を備える、請求項27に
記載の装置。
28. The apparatus of claim 27, wherein said AC source comprises means for adjusting current in response to a computer control signal.
【請求項29】 前記AC定電流源が1kHzから50
MHzの範囲で出力周波数を有する、請求項27に記載
の装置。
29. The AC constant current source may be 1 kHz to 50
28. The device of claim 27, having an output frequency in the range of MHz.
【請求項30】 磁気記録システムで使用される基板を
研磨する方法であって、 研磨媒体を供与する工程と、 電解スラリーの存在下で前記基板と前記媒体とを一緒に
付勢しながら前記基板を前記研磨媒体に関して運動させ
て、前記基板の前記表面を化学的および機械的に研磨す
る工程と、 前記基板と導電性部材との間にスラリーを介して電流が
流れるようにすると同時に前記基板用面から材料を除去
し、前記基板表面が化学的および機械的に研磨されてい
る間に前記基板表面を電気研磨する工程とを含む、方
法。
30. A method of polishing a substrate for use in a magnetic recording system, comprising: providing a polishing medium; and energizing the substrate and the medium together in the presence of an electrolytic slurry. Moving the substrate with respect to the polishing medium to chemically and mechanically polish the surface of the substrate; and allowing a current to flow through the slurry between the substrate and the conductive member, and simultaneously using the Removing material from a surface and electropolishing the substrate surface while the substrate surface is being chemically and mechanically polished.
【請求項31】 前記電流が流れるようにする手段は、
均一な電流密度が前記基板表面と前記導電性部材との間
に流れるようにする工程を含む、請求項30に記載の方
法。
31. The means for causing a current to flow includes:
31. The method of claim 30, including causing a uniform current density to flow between the substrate surface and the conductive member.
【請求項32】 前記研磨媒体は、研磨被覆を上に有す
る第1の線形テープおよび第2の線形テープを備え、前
記テープは前記基板の両側に配置されて前記基板表面の
側を移動し、前記テープは、共に付勢される相互作用プ
レートにより付勢されて前記基板表面と係合状態にな
り、前記電流が流れるようにする工程が、前記プレート
の各々と前記回転基板との間に電圧を印加する工程を含
むことを特徴とする、請求項30に記載の方法。
32. The polishing medium comprises a first linear tape and a second linear tape having an abrasive coating thereon, wherein the tape is disposed on both sides of the substrate and moves on a side of the substrate surface; The tape is biased by an interacting plate that is biased together to engage the substrate surface and allow the current to flow, wherein a voltage is applied between each of the plates and the rotating substrate. 31. The method of claim 30, comprising applying.
【請求項33】 前記電圧は、所定の電流を生成するよ
うに制御されるAC定振幅電流源を備える、請求項32
に記載の装置。
33. The voltage according to claim 32, wherein the voltage comprises an AC constant amplitude current source that is controlled to produce a predetermined current.
An apparatus according to claim 1.
【請求項34】 温度を実質的に一定に維持するため
に、研磨期間中に前記基板を冷却する工程を更に含む、
請求項30に記載の方法。
34. The method further comprising cooling the substrate during polishing to maintain a substantially constant temperature.
A method according to claim 30.
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